Wie ist es möglich, dass ein kleiner Heliumtank Hunderte von Ballons füllt?

Ein kleiner Heliumtank kann Hunderte von Ballons füllen, da Helium in einem Tank einen hohen Druck und ein geringes Volumen hat. Wenn das Helium den Tank verlässt und einen Ballon füllt, wird der Druck gesenkt und das Heliumvolumen erhöht.

Das Volumen einer bestimmten Gasmenge, einschließlich Helium, hängt sowohl vom Druck als auch von der Temperatur ab. Das Gasvolumen nimmt mit verringertem Druck oder erhöhter Temperatur zu und nimmt mit erhöhtem Druck oder verringerter Temperatur ab. Dieses Verhalten wird durch Gasgesetze beschrieben, von denen das einfachste das ideale Gasgesetz ist. Das ideale Gasgesetz wird als PV = nRT ausgedrückt, wobei P der Druck, V das Volumen, n die Anzahl der Gasmole, R die universelle Gaskonstante und T die Temperatur ist.

Angenommen, das Verhalten von Helium wird durch das ideale Gasgesetz beschrieben, und stellen Sie sich vor, n und T konstant zu halten. Dann besagt das ideale Gasgesetz, dass das Volumen des Gases proportional zunimmt, wenn der Druck verringert wird, um das Produkt von P und V gleich nRT zu halten. Diese Situation ist genau die des Befüllens von Ballons aus einem Heliumtank. Da sich die Heliummenge nicht ändert, führt die Druckänderung zu einer Zunahme des vom Helium eingenommenen Volumens.